FIU erhält 3,2 Millionen US-Dollar vom Army Corps of Engineers für die Erforschung des 3D-Drucks Ultra

Universität soll Fortschritte im Hochbau und in der Logistik generieren

Von David Drucker

7. Dezember 2022 um 14:44 Uhr

FIU hat vom Army Corps of Engineers einen Zuschuss in Höhe von 3,2 Millionen US-Dollar für die Erforschung des 3D-Drucks von Ultra-High-Performance-Beton (UHPC) erhalten. Die innovative Forschung soll Militärangehörigen und Branchenexperten dabei helfen, bei Bedarf besonders starke, maßgeschneiderte Strukturen zu schaffen.

UHPC ist stärker und langlebiger als herkömmlicher Beton. Das Material dürfte in den kommenden Jahren für die Bauindustrie sehr wichtig werden, sagte Atorod Azizinamini, Direktor für Infrastrukturforschung und Innovation im Büro für Forschung und wirtschaftliche Entwicklung und Professor für Bauingenieurwesen am FIU College of Engineering & Computing.

„Schon eine Hülle aus UHPC, die um eine Struktur gewickelt ist, trägt zu ihrer Gesamtfestigkeit bei“, sagte Azizinamini, Hauptforscher des Zuschusses. „Die Eigenschaften von UHPC ermöglichen es uns, Strukturen kleiner und leichter zu machen. Dies führt zu Energieeinsparungen und einem kleineren CO2-Fußabdruck.“

Ein weiterer großer Vorteil von UHPC besteht darin, dass Wasser nur schwer eindringen kann. Dies ist wichtig, denn wenn eine Substanz wie Salzwasser durch den Beton eines Gebäudes dringt und dessen Bewehrungsstahl erreicht, kann es zu Korrosion kommen.

„Die Idee hinter wirklich hochwertigem Beton besteht darin, dass man die Zeit verlängert, die Chlorid im Wasser benötigt, um in den Beton einzudringen und den Stahl zu erreichen“, sagte Kingsley Lau, außerordentlicher Professor am Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwesen und Co- Hauptforscher des Stipendiums.

Durch den 3D-Druck von UHPC kann theoretisch jemand individuelle, aufwendige Konstruktionsteile erstellen, indem er einfach eine Datei an eine Maschine sendet. Beispielsweise könnte Militärpersonal vor Ort Stützbalken für Brücken drucken, und ein Bauarbeiter in einer abgelegenen Gegend könnte ein Verstärkungsstück für ein Gebäude drucken. Benötigt werden lediglich das UHPC-Material, ein Drucker und ein Design. Es wäre ein logistischer Durchbruch.

Die Herausforderung beim Drucken von UHPC besteht darin, dass jede Schicht beim Verlegen zu verfestigen beginnt, ähnlich wie ein Bürgersteig gelatineartig wird, bevor er aushärtet. Wenn Betonschichten in einem gedruckten Design gestapelt werden, können an den Nähten Unregelmäßigkeiten entstehen.

Die Forschung des FIU wird sich darauf konzentrieren, herauszufinden, welche genauen chemischen Zusammensetzungen von UHPC die Bildung dieser gefährdeten Nähte am besten verhindern. Die Professoren werden Empfehlungen für drei Arten des 3D-Drucks erarbeiten: Druckschichten, Sprühschichten und eine neue Art des Extrusionsdrucks, die die FIU patentieren lässt. Eine spezifische „Zutatenliste“ für UHPC hilft auch dabei, die Tatsache zu berücksichtigen, dass Beton oft aus der Region stammt und seine chemische Zusammensetzung von Ort zu Ort variieren kann.

Der Zuschuss wurde mit der Unterstützung von Kongressabgeordneten sichergestellt.

„Dies ist eine wichtige Investition des Army Corps in die Florida International University, die dazu beitragen wird, unsere Verteidigungsbereitschaft aufrechtzuerhalten und gleichzeitig Innovationen weiter voranzutreiben und Arbeitsplätze für unsere Arbeitskräfte in Florida zu schaffen“, sagte US-Repräsentant Mario Diaz-Balart, ranghöchstes Mitglied der Transportation , Unterausschuss für Wohnungsbau und Stadtentwicklung im US-Repräsentantenhaus.

Die Forschung kommt zu einem Zeitpunkt, an dem UHPC erschwinglicher und praktischer in der Anwendung wird. Azizinamini schätzt, dass ein Kubikmeter des Materials für weniger als 10 Prozent des Preises verkauft wird, als es zum ersten Mal kommerziell auf den Markt kam. Es werden auch Gebäudedesignspezifikationen rund um UPHC entwickelt. Die Forschung der FIU zielt darauf ab, eine neue Welle von Fortschritten rund um dieses aufstrebende Baumaterial auszulösen.

„Ich bin so stolz darauf, die innovativen Lösungen zu unterstützen, die die FIU entwickelt und die dazu beitragen werden, dass unsere Küstenanlagen widerstandsfähiger sind“, sagte die US-Repräsentantin Debbie Wasserman Schultz, Vorsitzende des Unterausschusses für Militärbau und Veteranenangelegenheiten des Haushaltsausschusses des Repräsentantenhauses.